Repaso de teoría de ciencia de los materiales. 1. ¿Cuál es la fuerza motriz para el crecimiento de grano? El tratamiento de crecimiento de grano es la tercera etapa de recocido; explique su efecto sobre la resistencia de los materiales metálicos. Reducion de area de limites de grano. Es la diferencia de la energía interna (temperatura) del material frió y del material en estado de crecimiento de grano. Este disminuye la resistencia del material pero aumenta la ductilidad de este. 2.
Cuando un material trabajado en frío se calienta hasta el rango de temperaturas donde tiene lugar la recuperación, ¿Cómo se ven afectadas: a) Las tensiones residuales; b) la resistencia; c) la ductibilidad, y d) la dureza Se reducen o hasta eliminan los esfuerzos residuales, no causa cambio en la densidad de dislocaciones. 3. ¿Las soluciones sólidas se pueden formar con tres elementos o con tres compuestos? De ambas formas, siempre y cuando se cumplan dos o más reglas de Hume-Rothery. Si pero no necesariamente son suficientes para que se tenga una solución ilimitada. Solución sólida: fase sólida formada combinando varios elementos o compuestos en tal forma que en general la fase tiene composición y propiedades uniformes, que son distintas de los elementos y compuestos que la forman, 4. Esperaríamos que un material resistiera mejor una falla debido a un impacto o a carga de choque a -195oC si el material es a. Un metal con estructura CCC b. Un metal con estructura CC c. Un metal con estructura HCP d. Una cerámica Los metales BCC tienen temperaturas de transición, pero la mayoría de los metales FCC no la tienen. 5. para poder diseñar la carga máxima que un material puede resistir y aún ser capaz de lograr su función, usted estaría más probablemente interesado en la (fuerza de tensión/ fuerza de cedencia/ fuerza de rotura). 6. Varios pares de condiciones son descritas más abajo. Para cada uno, envuelva en un círculo la condición para la cual usted esperaría tener la activación de difusión más alta por difusión. a. Difusión intersticial contra difusión de vacancia (sustitucional) b. Un cristal con un factor de empaque de 0.68 contra uno de 0.74 c. Un metal con un punto de fundición alto contra uno de punto de fundición bajo. d. La fundición de berilio en el cobre contra bario en el cobre. e. Un material enlazado iónicamente contra un enlazado metálicamente. 2 2 f. La difusión de iones de Mg + en el MgO contra iones de O en MgO. La difusión ocurre más rápido cuando hay menos energía de activación. La energía de activación es la energía requerida para mover un átomo desde un sitio de la red a otro. Para tener mayor difusión (menor energía de activación) es necesario: -mayor temperatura, menor radio atómico, menor radio iónico, difusión intersticial, difusión superficial enlaces metálicos por encima de los iónicos, fusión baja. 1. ¿Cuál es la fuerza motriz para recristalización? ¿Por qué el crecimiento del grano suele ser perjudicial? ¿Cuáles son las diversas formas en que pueden haber crecimiento de grano en materiales cerámicos?
Es la diferencia entre la energía interna de un material frió y la de una material recristalizado. Disminuye la resistencia en los cerámicos. Altas temperaturas, largo tiempo, presencia de la fase liquida durante la sinterizacion. 2.
Enuncie Enuncie las reglas reg las de Hume-Rothery y explique su significado. Se pueden aplicar a sistemas cerámicos? Factor tamaño: los átomos o iones deben tener un tamaño semejante, con una diferencia de radio atómico no mayor a 15%, para minimizar la deformación de la red. Estructura cristalina: cristalina: los materiales deben tener la misma estructura cristalina; de lo contrario, se llegara a un punto en el que se presenta una transición de una fase a otra con una estructura distinta. Valencia: los iones deben tener la misma valencia; de no ser así, la diferencia de electrones de valencia impulsa la formación de compuestos, no de soluciones. Electronegatividad: los materiales deben tener más o menos la misma electronegatividad, de lo contrario se forman compuestos. Si los materiales cerámicos pueden formar soluciones sólidas. 3. ¿Cómo pueden los sistemas cerámicos formar soluciones sólidas? Cuando elementos de estructura similares forman una fase químicamente homogénea. También cuando tienen estructuras cristalinas, radios iónicos y valencia similares. 4. El endurecimiento por deformación ocurre a causa de que los /defectos puntuales/ dislocaciones/ bordes de grano/ se han incrementado dramáticamente. 5. La terminación de la superficie de un material será mejor cuando este trabajado en /frió/caliente/ 6. La nucleación de una nueva fase en un sólido usualmente ocurre: a) Homogéneamente b) heterogéneamente en bordes de grano y otros defectos defectos de red
Nucleacion: proceso físico por el cual se produce una fase nueva en un material. Macrosegregacion: presencia de diferencias de composición en un material, a grandes distancias, causada por solidificación en desequilibrio. --------------------------------------------------------------------------------------------------------1. En la etapa de recuperación, los esfuerzos residuales se reducen; sin embargo, la resistencia del material permanece igual. Explique por que. Porque la densidad de dislocaciones no cambia, además que la cantidad y tamaño de grano no varia. La recuperación restablece la alta conductividad y mejora la resistencia del material a la corrosión. 2. Supongamos que tenemos un cristal puro de cobre contenido a 10 vacancias por centímetro cúbico. Cuál de las siguientes declaraciones es correcta? a. Ninguna clase de difusión ocurrirá porque no hay gradiente de concentración en el cristal. b. La difusión ocurrirá sólo si el cristal de cobre está contaminado por gases disueltos en el cristal desde la atmósfera alrededor. c. La difusión ocurrirá, pero ningún flujo neto será observado. 3. Los átomos de cobre y níquel tiene exactamente el mismo radio atómico. Por tanto, podríamos esperar que el zinc se difundirá en el cobre por un mecanismo de difusión (intersticial/ de vacancia) 4. Cuando incrementamos la temperatura de un material, no esperaríamos que«« a. El número de vacantes se incrementara. b. El número de defectos Frenkel se incrementara. c. El numero de defectos sustitucionales o intersticiales se incrementara. 5. Las cerámicas tienes un vector Burgers grande; esto significa que la tensión requerida para causar que una dislocación se mueva es (grande/pequeña) comparada con los metales, los cuales tienen un vector Burgers pequeño. 6. Incrementar el número de dislocaciones«
a. (incrementará/disminuirá) la resistencia de n material. b. (incrementará/disminuirá) la ductilidad de un material. ««««««««««««««««««««««««««««««««««««««
Fortalecimiento por segunda fase es el fortalecimiento de los materiales con precipitados ultra finos, se utiliza ampliamente para mejorar las propiedades mecanicazas de muchas aleaciones. Endurecimiento por tamaño de grano: la refinación o inoculación produce mayor cantidad de granos, cada uno de los cueles comienza a crecer a partir de un núcleo. Una mayor superficie de límite de grano proporciona endurecimiento por tamaño de grano a los materiales metálicos. Endurecimiento por solución sólida: Cuando la estructura cristalina del material anfitrión asimila por completo los átomos a los iones de un elemento o compuesto huésped. Esto puede hacerse intencionalmente si se quiere. La influencia de defectos tales como las dislocaciones sobre las propiedades de los semiconductores suele ser perjudicial. Las dislocaciones y otros defectos pueden interferir con el movimiento de portadores de cargas en semiconductores. Es la razón por la cual nos aseguramos de que sean muy pequeñas las densidades de dislocaciones. y
y
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El endurecimiento por deformación: se obtiene al aumentar la cantidad de dislocaciones, el endurecimiento por solución: solida implica la introducción de defectos puntuales; y el endurecimiento produciend o tamaños pequeños de grano. por tamaño de grano: se obtiene produciendo Endurecimiento por dispersión o segunda: fase es un mecanismo por el cual se introducen granos de un compuesto o segunda fase en los granos de un material metálico policristalino. Los cristales policristalinos funcionan como obstáculos a las dislocaciones. Endurecimiento Endurecimiento por precipitación: endurecimiento de metales y aleaciones mediante la formación de precipitados diminutos dentro de los granos. Esfuerzo cortante critico: esfuerzo cortante para hacer que un dislocación se mueve y causar deslizamiento. Gradiente de concentración, es la fuerza termodinámica impulsadota de la difusión. El gradiente indica la forma en que la composición varía en función de la distancia.
En algunos casos se crean en forma deliberada esfuerzos residuales de compresión en la superficie del material para mejorar sus propiedades mecánicas. Hay carias ventajas y limitaciones al endurecimiento de un material metálicos por trabajo en frió o endurecimiento por deformación. Se puede endurecer el material metalico y al mismo tiempo obtener la forma final que se desee. Se pueden obtener tolerancias dimensionales y acabadas superficiales excelentes. Es un método poco costoso para producir grandes cantidades de partes pequeñas. Algunos metales como los HCP, tiene un candida limitada de sistemas de deslizamiento y son bastantes frágiles por lo que resisten poco trabajo en frió. Perjudica la ductilidad, conductividad eléctrica y la resistencia a la corrosión,+ Los esfuerzos residuales y el comportamiento anisotropico pueden ser beneficiosos, si se controlan en forma adecuada. La temperatura de recristalizacion disminuye cuando aumenta la cantidad de trabajo en frió . y y y y
y y
Un menor tamaño de grano original trabajado en frió reduce la temperatura de recristalizacion Los metales puros se recristalizan menor temperatura que las aleaciones Al aumentar el tiempo de recocido se reduce la temperatura de recristalizacion.
GUIA DE ESTUDIO CAPITULO 3 Seccion 3.1
3.1
Que es un material cristalino?
Los materiales cristalinos son aquellos cuyos átomos o iones están organizados siguiendo un patrón repetitivo a lo largo de toda la estructura. 3.2. Que es un monocristal?
Es un material cristalino que posee un solo cristal. 3.3 Describa dos aplicaciones en las que se use un material monocristalino.
En Chips de computadoras que se fabrican con monocristales grandes de Si. También cuando se procesan en forma de películas delgadas se una en aplicaciones eléctricas. Por ejemplo ciertos tipos de alabes de turbinas que se fabrican de monocristales de superaleacion a base de Ni. 3.4 que es un material policristalino?
Un material cristalino que posee mas de un cristal. 3.5
Que es un material de cristal liquido?
Son Materiales poliméricos que normalmente son amorfos, pero que se pueden transformar parcialmente en cristales cuando se aplica un campo eléctrico externo. El efecto del campo eléctrico es reversible. Estos materiales se usan en pantallas de cistal liquido LC D.
3.6 Que es un material amorfo?
Es un material que no posee un arreglo periódico entre sus átomos. 3.7 porque algunos materiales tiene estructuras amorfas?
Los materiales amorforsos tienden a formarse cuando por alguna u otra razón la cinética del proceso de obtención de los mismos no permitió la formación de arreglos periódicos 3.8 Describa las aplicaciones de los vidrios de silicato amorfo.
Parabrisas de automóviles y vidrios de ventana. Se crean Mediante el proceso llamado vidrio flotado. En este proceso se funden varios ingredientes y se agregan varios óxidos a la sílice para bajar la temperatura de función, esto porque aun a temperaturas de 1400 grados Celsius, la sílice pura fundida es demasiado viscosa para que el proceso funcione. El vidrio fundido flota sobre un baño de estaño fundido; de ahí el nombre de vidrio flotado. Al solidificarse, los tetraedros ( Si O4) -4 que hay aun en el vidrio fundido, no tienen oportunidad de formar un arreglo periódico regular.
3.9 describa un ejemplo de un material amorfo que no se derive de la fusión.
El silicio amorfo que se crea mediante el proceso de deposición química del vapor. 3.10 Compare y describa las diferencias de los arreglos atómicos en el silicio amorgo y el silicio cristalino.
El silicio amorfo posee distancias interatómicas extremadamente grandes y muy diferentes entres si, es un vivo ejemplo de un orden de corto alcance atómico. Mientras que el cristalino posee distancias iguales (parámetros de red)
Sección 3.2 3.11 La películas extendidas de silicio amorfo se usan para fabricar módulos fotovoltaicos, Como se obtiene el silicio amorfo?
Mediante deposición química del vapor. Durante este proceso, los átomos de silicio del silano ( SiH4) precursor se depositan sobre un sustrato y no tienen oportunidad de formar sílicio cristalino. 3.12 Describa dos aplicaciones del silicio amorfo.
Celdas solares y paneles solares, así como también para transistores de computadoras. 3.13 compare y describa las diferencias de los arreglos atómicos en un vidrio de silicato y en la sílice cristalina. 3.14 Que significa el término vitroceramicos?
Familia de materiales que normalmente se derivan de vidrios inorgánicos fundidos, y se procesan para formar materiales cristalinos con tamaños de granos muy finos y mejores propiedades mecánicas. 3.15 ¿la Vitroceramica es un material amorfo o cristalino? Amorfo 3.16 compare de forma breve las propiedades de los vidrios y las vitroceramicas.
Los vidrios son más frágiles que las vitroceramicos. Las vitroceramicos se pueden moldear con las mismas técnicas de formación del vidrio pero no son tan delicadas como este. 3.17 Dos aplicaciones de las vitroceramicos.
3.19 explique como el plástico PET se vuelve más resistente durante el proceso de convertir una preforma en una botella. Debido a que los polímeros no poseen estructuras organizadas. Mediante el proceso de cristalización inducida por esfuerzo, la preforma va adquiriendo forma mediante el soplado. Los esfuerzos radiales (soplado) y longitudinales (estirado) , van dando forma a las cadenas moleculares desenredándolas y
formando cadenas ordenas, lo que crea un patrón repetitivo y por ende se crea un material cristalino. Es por esto que se aumenta la resistencia del material. 3.20 Que es la cristalización inducida por esfuerzo?
Proceso de formación de cristales mediante la aplicación de esfuerzos externos. Normalmente, de esta manera se puede cristalizar una fracción aplicable de muchos plásticos amorfos, haciéndolos mas resistentes. 3.21 Que es la solidificación rápida? Cuál es la aplicación principal de esta técnica?
Técnica que se usa para enfriar con mucha rapidez los metales y aleaciones. 3.22 Por que los geles se consideran amorfos? Debido a que estos poseen propiedades únicas e inusuales debido a la poca organización de sus átomos e iones.
Sección 3.3 3.23 Defina los términos: a) Red:
Colección de puntos que dividen al espacio en segmentos menores de igual tamaño b) Celda unitaria: Subdivisión de la red que sigue conservando las características de la red completa.
c) Base:
Grupo de átomos asociados a un punto de red. ( es igual que elemento recurrente) d) Estructura Cristalina:
Arreglo de los átomos de un materiales en una red regular y repetible. 3.24 Explique porque no hay red de Barvais tetragonal centrada en las caras.
Sección 3.4 3.37 Cual es la diferencia entre un alotropo y un polimorfo?
El alotropismo es una capacidad de un material de existir en más de una estructura cristalina dependiendo de la presión y de la temperatura. Se conoce como alotropo aquellos materiales puros y polimorfos a aquellos materiales compuestos. 3.38 Cuales son las diferentes formas polimórficas de la Zirconia?
Monoclínica (25 C) Tetragonal (1170 C)
Cubica ( 2370 ± 2680C) Ortorrombica (Altas presiones ) 3.43 Por que la Zirconia monoclínica no sirve para sensores de oxigeno y otros dispositivos?
Porque suelen fracturarse, debido a la presión que ejerce el oxigeno, a bajas temperaturas. 3.44 Que significa el término Zirconia estabilizada?
Es un tipo de Zirconia creada por ingenieros, mediante la utilización de dopantes, que poseen faces cubicas estabilizadas, es decir, que crean la fase cubica de la zirconia mediante la utilización de compuestos como la itria y la calcia 3.46 Que significa el termino cerámica con tenacidad aumentada por transformación?
Es un tipo de cerámica con mayor capacidad de soporte de energía antes de romperse. Este tipo de materiales se crean aprovechando los cambios de la zirconia, de tetragonal a monoclínica, para generar un esfuerzo de comprensión en frente de la punta de una grieta y así aumentar la tenacidad. 3.47 cuales son las dos formas alotrópicas del hierro?
A bajas temperaturas BCC y a mayores FCC. Sección 3.5 3.48 explique la importancia de las direcciones cristalográficas, considerando un ejemplo de su aplicación. Se usan para indicar determinadas orientaciones de un solo cristal o de un material policristalina. En muchas aplicaciones, es útil describirlas. Por ejemplo: los metales se deforman por más facilidad en direcciones a lo largo de las cuales los átomos están en contacto más estrecho.
3.49 Por que las aleaciones de Fe-Si que se usan en aplicaciones maganeticas tiene grano orientado?
Porque es mucho más fácil magnetizar el hierro en la dirección [100], por tanto este tipo de artefactos se orientan en esta dirección. 3.50 como se usa la influencia cristalográfica sobre las propiedades magnéticas en los materiales magnéticos, para aplicaciones en medios de grabación? Se identifican las direcciones que tengan mayor facilidad de magnetización y se orientan los granos del material en dicha dirección.
Sección 3.7 Estructuras Cristalinas de los materiales iónicos 3.81 Que significan poliedros de coordinación? Son espacios intersticiales donde pueden entrar aniones y cationes .
3.82 es constante el radio de un átomo o un ion? Explique porque.
El radio atómico y el radio iónico no son iguales. El radio iónico se refiere al radio determinado por las valencias de un elemento por tanto este posee más o menos electrones que el radio iónico.
CAPITULO 4 Sección 4.3 4.28 ¿los materiales cerámicas y poliméricos pueden contener dislocaciones? Si todos los materiales poseen dislocaciones, ya que son útiles para explicar la deformación y el endurecimiento de los materiales metálicos.
4.29 ¿Porque los materiales cerámicos son frágiles?
Porque estos contienen dislocaciones. Al aplicar una carga inicia el deslizamiento de las dislocaciones lo que interrumpe el balance de aiones y los cationes. Debido a que los cerámicos poseen diversos tipos de poros lo que provoca que se rompa el material antes de que se alcance el esfuerzo necesario para romper el material. 4.39 ¿Cuales son las distintas maneras en que se puede observar la ductilidad de los cerámicos?
*Transformaciones de fases (llamadas plasticidad por transformación) *maclado mecánico. *Movimiento de dislocaciones. * Deslizamiento en limites de grano. Sección 4.4 4.31 ¿Qué es una µfigura de corrosión¶? Son pequeños agujeros que se crean en las áreas donde las dislocaciones tocan la superficie. Sirven para advertir la presencia de dislocaciones y para examinar el número de las mismas .
4.32 ¿Qué técnicas se usan para observar las dislocaciones?
Aplicaciones de ataques y estudios metalograficos para utilizar los microscopios ópticos. 4.33 ¿Que es una línea de deslizamiento y que es una banda de deslizamiento?
Las líneas de deslizamiento son líneas visibles que se producen en la superficie de un material metálico cuando hay miles de dislocaciones. Una banda de deslizamiento es un conjunto de líneas de deslizamiento. Con frecuencia se ven con facilidad. Sección 4.5 4.34 ¿Qué significan los términos de deformación plástica y deformación elástica? Deformación elástica es un deformación que desaparece totalmente cuando se retira la carga. Una deformación plástica es una deformación que permanece en el material aun se retire el esfuerzo que la provoca.
4.35 Una placa de acero se transforma en el chasis de un automóvil. En este proceso ¿interviene la deformación plástica o la deformación elástica? ¿Porque?
Deformación plástica, puesto que la placa de acero no vuelve hacer un placa a menos que no se someta a trabajo en frio.
4.36 ¿Por qué la resistencia teórica de los metales es mucho mayor que la que se observa experimentalmente? Debido a la existencia de las dislocaciones lo que provoca que si se presenta deslizamiento solo se necesite romper una diminuta fracción de los enlaces metálicos.
Sección 4.9 4.66 ¿Qué hace que el acero simple al carbono sea más duro que el hierro puro? Debido al endurecimiento por solución solida.
4.67 ¿Por qué la joyería se fabrica con oro o plata en aleación con cobre? Debido a que el oro y la plata puros son materiales con muchos sistemas de deslizamientos activos por tanto deben ser endurecidos por solución solida al crear aleación de estos elementos con cobre.
4.68 ¿Por qué se prefiere usar cristales de semiconductor que contengan una cantidad de dislocaciones tan pequeñas como sea posible? Debido a que las dislocaciones u otros defectos suelen interferir en el movimiento de los portadores de cargas de cargas.
4.69 En aplicaciones estructurales (por ejemplo, acero para puentes y edificios o aleaciones de aluminio para aviones) ¿Por qué se usan aleaciones y no metales puros? Debido a que estos materiales están endurecidos por solución solida y por tanto son mas duros y resistentes que los elementos puros.
4.70 ¿Cómo se altera la conductividad del silicio al usar P o B como dopantes?
Los semiconductores están creados de materiales n y p , al agregar P al Si obtenemos un material n y al agregar B obtenemos un material p. 4.71 ¿las dislocaciones controlan la resistencia de un vidrio de silicato? Explique porque. 4.72 ¿Que significa endurecimiento por deformación?
Es un mecanismo a través del cual se aumenta la resistencia de un material por medio del movimiento de las dislocaciones. 4.73 ¿con cuál mecanismo de endurecimiento se relaciona la ecuación de Hall-Petch?
El endurecimiento por tamaño de grano, el cual consiste en producir un tamaño de grano muy pequeño y con esto aumentar el número de tamaño de grano evitando así el paso de las dislocaciones. 4.74 El cobre puro se endurece agregándole pequeñas concentraciones de Be. ¿Con que mecanismo de endurecimiento se relaciona eso?
Endurecimiento por solución solida CAPITULO 5
Preguntas Aplicación de la difusión 5.1 ¿Cuál es la fuerza impulsadora de la difusión?
Producidos por gradientes de concentración y temperatura. Mayor gradiente de potencial químico. 5.2 En el tratamiento de cementación para aceros ¿Cuales son las especies que se difunden? 5.3 ¿Por qué se usa plástico PET para fabricar botellas para bebidas carbonatadas?
Para asegurar que las bebidas carbonatadas no pierdan su presión durante un tiempo . 5.4 ¿Qué es el galvanizado por inmersión en caliente? ¿Cuales son las aplicaciones de este proceso?
Proceso que se aplica un recubrimiento de zinc, sumergiendo las partes en un baño de zinc fundido, se usa principalmente para estructuras de acero, chasis de automóviles y otros componentes para protegerlos de la corrosión. 5.5 ¿Por qué el aluminio que se oxida con mayor facilidad que el hierro, se considera que no se oxida?
Porque el oxido de aluminio Al 2O3 forma una capa protectora, pero delgada sobre la superficie del aluminio, impidiendo la difusión del oxigeno e inhibiendo la posterior oxidación del aluminio en el interior. La capa de oxido no tiene color y es delgadas no por lo que parecería no estar. 5.6 ¿Qué es electroforesis? ¿Cual es la fuerza impulsadora de este fenómeno? ¿Cuales son sus aplicaciones?
Movimiento de pequeñas partículas (o moléculas grandes) bajo un campo eléctrico. La fuerza impulsadora en este caso es la carga eléctrica y tiene aplicaciones en bioingeniería para separar moléculas de AD N de distintos pesos moléculas y en la aplicación de pinta a los automóviles. 5.7 ¿Qué es un recubrimiento de barrera térmica? ¿Donde se usan esos recubrimientos?
Es un recubrimiento para proteger a un componente contra el calor. Se usan en turbinas de aviones 5.8 ¿Cuál es la diferencia entre difusión y el arrastre de portadores de carga de un semiconductor? ¿Cuál es la fuerza impulsadora de cada fenómeno?
La diferencia está en las fuerzas impulsadoras, la difusión se debe a al gradiente de concentración y temperatura, y el arrastre, temperatura y campo magnético.
5.9 Trace un esquema que muestre en que dirección se difunden y arrastran los electrones y los huecos cuando se unen los semiconductores tipo p y tipo n
Estabilidad de átomos e iones
5.10 ¿Por qué ganó Svante Arrhenius el premio nobel?
Por sus investigaciones en teoría electrolítica de la disociación 5.11 Escriba la ecuación de Arrhenius y explique sus distintos términos.
C0 - constante, R constante de los gases 1.987 cal/mol.K , T temperatura (K), Q energía de activación (cal/mol)
Mecanismos de difusión 5.15 ¿Cuáles son los distintos mecanismos de la difusión? Difusión de vacancias: cuando se forman flujos de átomos y vacancias a contracorriente. Intersticial: difusión de átomos pequeños de una posición intersticial a otra en la estructura cristalina Superficial: Se da a lo largo de superficies como grietas o partículas De límite de grano: a lo largo de límites de grano. Es más rápida que en volumen porque los átomos se encuentran menos compactos.
Volumétrica: difusión de los átomos hacia el interior de los granos.
5.16 ¿Por qué la energía de activación para la difusión a través del mecanismo intersticial es menor que para otros mecanismos?
Por que esta sucede con más facilidad debido a que hay muchos mas sitios intersticiales y no se requieren vacancias. 5.17 ¿Cómo se verifica en forma experimental la autodifusión de átomos en metales?
Energía de activación 5.26 Sin ver los datos reales, ¿puede usted pronosticar si la energía de activación para la difusión de carbono en hierro FCC será mayor o menor que en hierro BCC? Porqué. Si, será mayor, porque en FCC la energía de activación es mayor que en BCC.
Velocidad de difusión (1ra ley de Fick)
5.28 ¿Quién fue el primero en experimentar la implantación de lentes de contacto en ojos humano?
Adolf Eugen Fick 5.29 Escriba la primera ley de Fick de la difusión. Explique que significa cada término
J es el flujo, D la difusividad o coeficiente de difusión y
es el gradiente de concentración
5.30 ¿Cuál es la diferencia entre difusividad y coeficiente de difusión?
Ninguna, son sinónimos
Factores de afecta la difusión 5.31 Escriba la ecuación que describe la dependencia de D respecto a la temperatura
5.32 Explique en forma breve la dependencia de D respecto a la concentración de la especie que se difunde 5.33 ¿Qué significa el término difusión cuesta arriba?
En este tipo de difusión las especies se mueven de regiones de menor concentración a regiones de mayor concentración. El proceso sigue siendo consistente con la ley de Fick (las especies se difunden desde donde hay mayor potencial químico hacia donde hay menor potencial. 5.35 ¿Por qué los coeficientes de difusión esperados, de acuerdo con las ecuaciones de química de defectos no coinciden bien con los datos experimentales para la Zirconia estabilizada con itria? 5.36 Explique como una composición de Zirconia estabilizada funciona como el sensor de oxigeno que se usa en los automóviles. 5.40 En los sólidos, el proceso de la difusión de átomos y de iones es tardado. Explique como se aprovecha esto para moldear los vidrios metálicos 5.41 ¿Por qué los vidrios inorgánicos se forman en un enfriamiento relativamente lento de las masas fundidas. Mientras que es necesaria una solidificación rápida para formar vidrios metálicos?
Permeabilidad de los polímeros 5.49 ¿Qué son los polímeros de barrera? Son aquellos que no tienen una permeabilidad muy grande para proteger de los gases.
5.50 ¿Qué parámetro define las propiedades de barrera de los polímeros?
La densidad, mientras más compacta sea la estructura del polímero menos permeabilidad, más barrera
5.51 ¿Qué factores, además de la permeabilidad, tienen importancia en la selección de un polímero para fabricar botellas de plástico?
Que tenga pequeña difusividad para el CO2 gaseoso, que sea poco costo, resistente, no tóxico 5.52 El PET amorfo es más permeable al CO2 que el PET que contiene microcristalitos. Explique porque
Porque al ponerse ópticamente transparente se hace muy permeable. El proceso de soplado y estirado afecta la transparencia y la resistencia 5.53 Explique porqué un globo de hule lleno con helio se desinfla al paso del tiempo.
Porque los gases se difunden con facilidad 5.54 En comparación con los globos de hule ¿Por qué los globos de Mylar TM se desinflan con más lentitud.
Porque son de PET recubierto de aluminio, y esta capa ayuda a evitar la difusión del helio hacia el exterior.
Perfil de composición (2da ley de Fick) 5.63 ¿Qué es cementación? Explique por que se espera que este proceso cause un aumento en la dureza de la superficie de los aceros al carbono simples.
Tratamiento térmico para endurecer la superficie de aceros mediante una fuente gaseosa o sólida de carbono. El carbono que se difunde hacia la superficie la hace más dura y más resistente a la abrasión. 5.64 ¿Qué es el tratamiento térmico de nitruración?
Proceso en el cual se difunde nitrógeno en la superficie de una material, como acero, lo que produce mayor dureza y resistencia al desgaste. 5.65 Determinado componente mecánico se debe tratar térmicamente por cementación. Un problema técnico común es que se debe maquinar cierta parte del componente, y esa parte no se debe endurecer. Explique como lograr este objetivo
5.76 ¿Qué significa efecto Kirkendall?
Movimiento físico de una interfaz debido a velocidades distintas de difusión de los átomos dentro del material. 5.77 ¿Qué significa plaga púrpura?
Formación de huecos en soldaduras oro-aluminio, debida a velocidades distintas de difusión de las dos clases de átomos; al final puede presentarse la falla de la soldadura
Difusión y procesamiento de materiales
5.79 La mayoría de los metales y las aleaciones se pueden procesar por fusión y colado, pero se prefiere no aplicar este método para procesar metales específicos (por ejemplo, W) y la mayoría de las cerámicas. Explique por que 5.80 ¿Qué es el sinterizado? ¿Cuál es la fuerza impulsadora?
Tratamiento de alta temperatura para unir pequeñas partículas. La difusión de los átomos hacia los puntos de contacto forma puentes entre las partículas. La difusión continuada termina por llenar todos los huecos que quedan. La fuerza impulsadora es una reducción en la superficie total de las partículas de polvo. 5.81 ¿Qué significa metalurgia de polvos?
Método para producir partes metálicas monolíticas; se compactan polvos metálicos en la forma deseada, la cual se calienta a continuación para permitir la difusión y el sinterizado unan los polvos y se forme una masa sólida. 5.82 ¿Qué significa sinterizado en fase liquida? ¿Cómo se forma la fase liquida?
Proceso de sinterizado en el que se forma una fase líquida. Como la difusión es más rápida en los líquidos, si el líquido puede humectar los granos, puede acelerar el proceso de sinterización. 5.83 ¿Qué le sucede la fase liquida cuando se termina el sinterizado? Se convierte en un material cristalino durante el enfriamiento
5.84 ¿Por qué hay crecimiento de grano? ¿Qué significa crecimiento normal y anormal de grano?
Por el movimiento de límites de grano, crecimiento normal de granos: el tamaño de grano promedio aumenta en forma continua y el ancho de la distribución de tamaños de grano no se afecta en forma severa. Anormal: la distribución tiende a ser bimodal, es decir se obtienen poco granos muy grandes y entonces se quedan algunos granos pequeños. 5.85 ¿Por qué se espera que la resistencia de muchos materiales metálicos baje al aumentar su tamaño de grano?
Porque cuando aumenta el tamaño de grano disminuye la superficie de los límites de grano y hay menos resistencia al movimiento de las dislocaciones y por ello menor resistencia 5.89 ¿Cuáles son las ventajas de usar prensado en caliente y prensado isostático en caliente, en comparación con la sinterización normal?
Que se tienen densidades más altas que con el sinterizado 5.90 ¿Cómo falla el filamento de tungsteno de una lámpara incandescente (foco)?
Al calentarse cada vez más el filamento, los granos crecen y lo debilitan, el crecimiento de grano, la evaporación de tungsteno y la oxidación por el oxigeno residual contribuyen a la falla. Capítulo 6
6.1. Explique, con ejemplos reales, el papel de las propiedades mecánicas en aplicaciones sujetas a cargas dinámicas.
Las propiedades mecánicas tienen una gran importancia en aplicaciones sujetas a cargas dinámicas, por ejemplo, en las construcciones de puentes, vehículos, pelotas de béisbol, pelotas de golf, raquetas de tenis, etc., pues los materiales empleados deben poseer capacidad para funcionar bajo cargas de impacto. 6.2. Explique la importancia de las propiedades mecánicas en aplicaciones funcionales (por ejemplo, ópticas, magnéticas, electrónicas, etc.), con ejemplos del mundo real.
Todas las propiedades mecánicas de los materiales empleados en aplicaciones funcionales juegan un papel muy importante. Por ejemplo, podríamos analizar el caso de la fibra óptica (un material óptico), que debe tener cierto grado de resistencia para tolerar los esfuerzos que encuentre durante su aplicación; una aleación de biocompatible de titanio para un implante de hueso debe tener la suficiente resistencia y tenacidad como para sobrevivir sin fallas durante muchos años en el cuerpo humano. 6.3. Explique la importancia de comprender las propiedades mecánicas en el procesamiento de los materiales. Desde el diseño de los materiales es importante conocer las propiedades que se desean obtener, debido a que a partir de las mismas es que procederemos a aplicar las técnicas para obtenerlos. El posible comportamiento de los materiales ante los cambios de temperatura, naturaleza cíclica de los esfuerzos aplicados, cambios químicos causados por oxidación, etc.; deben ser tomados en cuenta por un ingeniero competente y profesional.
6.4. Defina ³esfuerzo ingenieril´ y ³deformación ingenieril´. Esfuerzo ingenieril: es la carga o la fuerza aplicada, dividida entre la sección transversal original del material. Deformación ingenieril: es la cantidad que se deforma un material por unidad de longitud en un ensayo de tensión. 6.5. Defina ³módulo de elasticidad´.
También conocido como módulo de Young, o la pendiente de la parte lineal de la curva esfuerzo ± deformación en la región elástica. Es una medida de la rigidez de un material; depende de la fuerza de los enlaces interatómicos y de la composición, y no depende mucho de la microestructura.
6.6. Explique los términos ³esfuerzo elástico´ y ³deformación elástica´. Esfuerzo elástico: es la fuerza o carga por unidad de área transversal sobre la que está actuando la carga o la fuerza, que produce una deformación reversible en el material. Deformación elástica: es la deformación que presenta el material y que desaparece en forma instantánea cuando se elimina la carga aplicada. 6.7. Defina ³deformación plástica´ y compárela con ³deformación elástica´.
Deformación plástica es la deformación permanente de un material cuando se aplica una carga y después se elimina. Al compararla con la deformación elástica, vemos que se diferencia en que sus efectos son permanentes (o sea, que no son reversibles). 6.8. ¿Qué es velocidad de deformación? ¿Cómo afecta el comportamiento mecánico de los materiales poliméricos y metálicos?
La velocidad de deformación es la rapidez con que se desarrolla la deformación en, o se aplica a, un material. Puede tener un efecto sobre el comportamiento dúctil o frágil de un material, esto es, dependiendo de qué tan rápido o no se aplique una carga puede que un material se comporte de forma más o menos dúctil o frágil. 6.9. ¿Por qué la masilla se rompe cuando se estira con mucha rapidez?
Por el efecto que la velocidad de deformación. Además, este es un tipo de material viscoelástico. 6.10.
¿Qué es un material visco-elástico? De un ejemplo.
Es un material cuya respuesta es inmediata entre un material viscoso y un material elástico; este nombre se utiliza para los materiales poliméricos, mientras que el término ³anelásticos´ es frecuentemente utilizado cuando se habla de metales. 6.11.
¿Qué significa el término ³relajación de esfuerzo´?
Es la disminución del esfuerzo en un material mantenido bajo deformación unitaria constante, en función del tiempo; se observa en materiales viscoelásticos. La relajación de esfuerzo es distinta de la recuperación, o desaparición, de la deformación en función del tiempo. 6.12.
Defina los términos ³viscosidad´, ³viscosidad aparente´ y ³viscosidad cinemática´.
Viscosidad: es la medida de la resistencia al flujo; se define como la relación de esfuerzo cortante entre velocidad de deformación por cortante (con unidades de poise o de Pa-s). Viscosidad aparente: es la viscosidad obtenida dividiendo el esfuerzo cortante entre el valor correspondiente de la rapidez de deformación unitaria cortante, para ese esfuerzo. Viscosidad cinemática: es la relación de viscosidad entre densidad; con frecuencia se expresa en centistokes. 6.13. ¿Cuál es la viscosidad del agua y de los aceites delgados a temperatura ambiente en las unidades de Pa-s y de cP?
* La relación que existe entre las unidades es: 1 Pa-s = 10 P = 1000 cP 6.14.
¿Cuál es la viscosidad cinemática del agua a temperatura ambiente, en centistokes?
* Es necesario determinar este valor. 6.15. ¿Cuáles son las dos ecuaciones que describen el comportamiento seudoplástico de Binghman?
* La de la segunda ecuación lleva un punto encima, que indica derivación.
6.16.
¿Qué es un material newtoniano? Dé un ejemplo.
Es un material en que el esfuerzo cortante y la rapidez de deformación por cortante tienen una relación lineal. Por ejemplo, el agua, el aceite delgado. 6.17.
¿Qué es un elastómero? Dé un ejemplo.
Es un plástico natural o sintético formado por moléculas con formas parecidas a resortes, los cuales permiten grandes deformaciones elásticas. Por ejemplo, el hule natural y las siliconas. 6.18.
¿Qué significan los términos ³fluido por cortante´ y ³espeso por cortante´?
El fluido por cortante (termoplástico) es un material cuya viscosidad aparente disminuye al aumentar la velocidad cortante. Y el espeso por cortante (dilatente) es un material cuya viscosidad aumenta al aumentar la velocidad cortante. 6.19. Muchas pinturas y otras dispersiones no sólo son ³fluidos por cortante´, sino también tixotrópicos. ¿Qué significa el término tixotropía?
Es un término que se aplica a los materiales que presentan fluidez por cortante y también una viscosidad aparente que disminuye con el tiempo a velocidad constante de corte. 6.21. Trace las curvas cualitativas de esfuerzo ingenieril ± deformación ingenieril para un polímero dúctil, un metal dúctil, una cerámica, un vidrio y el hule natural. Identifíquelas con cuidado. Explique su esquema para cada material.
Esfuerzo- deformación: Polímero dúctil.
Curva de esfuerzo ingenieril-deformación ingenieril para un polímero dúctil.
En general, los valores de esfuerzo ingenieril y deformación ingenieril son muy importantes al momento de diseñar cualquier objeto. Si hablamos de un polímero dúctil, en general se asume que está por encima de su temperatura de transformación vítrea (Tg); muestra una región inicial elástica, seguida por una región plástica no lineal.
Curva de esfuerzo ingenieril-deformación ingenieril para un metal dúctil.
La curva cualitativa de esfuerzo ingenieril-deformación ingenieril de un metal dúctil nos muestra que su comportamiento (fundamentalmente a temperatura ambiente) es con una región inicial elástica, seguida por una región plástica no lineal.
Esfuerzo- deformación: Metal dúctil.
Curva de esfuerzo ingenieril-deformación cerámica.
ingenieril
para
una
Aunque se pueden hacer ensayos de tensión con materiales cerámicos o vidrios, no son muy frecuentes, porque la muestra se puede fracturar mientras se está alineando.
Esfuerzo- deformación: Material cerámico.
Los cerámicos y vidrios sólo muestran una región elástica lineal y casi no muestran deformación plástica a temperatura ambiente.
Curva de esfuerzo ingenieril-deformación ingenieril para el hule natural.
Esfuerzo- deformación: Hule natural.
La curva cualitativa de esfuerzo ingenieril-deformación ingenieril para el hule natural es la curva de un elastómero (aparte del hule, incluye las siliconas). El comportamiento de estos materiales es distinto al de los materiales polímeros. Una gran parte de la deformación es elástica y no lineal.
6.22. ¿Qué es formación de cuello? ¿Cómo causa la reducción en el esfuerzo ingenieril a medida que el esfuerzo real aumenta?
También llamada estricción, es la deformación local que causa una reducción en el área transversal de un espécimen a la tensión. Muchos materiales dúctiles muestran este comportamiento. Es esfuerzo unitario comienza a disminuir al principio de la formación de cuello. Causa una reducción en el esfuerzo ingenieril debido a que, como se reduce el área transversal, se necesita una menor fuerza para continuar la deformación. 6.23. ¿Por qué algunos polímeros se fortalecen al estirarlos más allá de la región donde se forma el cuello?
Porque poseen propiedades especiales que les permiten ³desenrollar´ sus cadenas y de esta manera ser más fuertes. 6.32. Defina ³esfuerzo real´ y ³deformación real´. Compárelos con esfuerzo ingenieril y deformación ingenieril. Esfuerzo real: es la carga aplicada dividida por el área actual de la sección transversal a través de la cual opera la carga. Tiene en cuenta el cambio en la sección transversal que ocurre con la carga que cambia.
Puesto que el área real es siempre menor que la inicial (para cargas en tensión), el esfuerzo real es siempre mayor que el ingenieril. Deformación real: se define como el porcentaje instantáneo de cambio en la longitud de la probeta en un ensayo mecánico. Es igual al logaritmo natural de la relación de la longitud en cualquier instante con la longitud original.
La deformación real se define como
, en donde dL es el cambio incremental de longitud y L la longitud
real de escala en el momento en que se determina la variación. La deformación ingenieril (o aparente) se determina con un criterio análogo al utilizado para calcular el esfuerzo ingenieril. Comparación
La diferencia entre la deformación real y la ingenieril puede apreciarse claramente después de una deformación de aproximadamente el diez por ciento. Una deformación real del 70 por ciento es casi equivalente al 100 por ciento de la deformación ingenieril. Ambas son una medida de la deformación, pero la deformación ingenieril es la que se usa en el diseño y la deformación real es la que se usa en la práctica del mundo ³real´.
El esfuerzo real y el ingenieril tienen en relación, al igual que como dijimos respecto a la deformación, que expresan una medida del esfuerzo que soporta un material (o sea, al que pude ser sometido) y que el esfuerzo ingenieril es el que se usa en el diseño y el esfuerzo real se usa en los ensayos de materiales que ya existen o que se quieren probar después de ser diseñados.
6.38. Defina los términos ³Resistencia a la flexión´ y ³módulo de flexión´. Resistencia a la flexión es el esfuerzo necesario para romper un espécimen en un ensayo de flexión. También se llama módulo de ruptura. Módulo de flexión es el módulo de elasticidad calculado con los resultados del ensayo de flexión, que es igual a la pendiente de la curva esfuerzo ± deflexión. 6.39. ¿Por qué se hacen con frecuencia ensayos de flexión con materiales frágiles?
Porque es mucho más factible hacer este tipo de ensayos con estos materiales, debido a que por su estructura y presencia de imperfecciones en toda su superficie, los ensayos de tensión resultarían bastante complicados e imprecisos (los cerámicos, por ejemplo, se pueden romper sólo al tratar de colocarle las mordazas de la máquina de ensayos). 6.45. Las cerámicas son mucho más resistentes a la compresión que a la tensión. Explique por qué.
Esta resistencia se debe a que cuando los cerámicos, como el concreto, son sometidos a cargas de compresión, sus imperfecciones tienden a permanecer cerradas; contrario a lo que sucede cuando les son impuestas cargas de tracción. 6.46. ¿Por qué se puede cargar el peso de un camión de bomberos sobre cuatro tazas cafeteras de cerámica y, sin embargo, cuando se deja caer una de esas tazas al piso posiblemente se rompa con facilidad? Debido al mismo efecto de las imperfecciones que se mencionaba en la respuesta anterior. Y se rompen con facilidad por la tan limitada tenacidad mecánica que poseen los cerámicos.
6.47. Las dislocaciones tienen un gran efecto sobre la deformación plástica de los metales, pero no desempeñan un gran papel en el comportamiento mecánico de las cerámicas. ¿Por qué?
Porque las propiedades (en este caso de compresión) de los cerámicos no dependen tanto de las dislocaciones que haya en su estructura, sino en la manera en que se distribuyan en toda la superficie del material. 6.48. ¿Qué controla la resistencia de las cerámicas y los vidrios?
Los procesos mediante los cuales se realicen y los dopantes que se utilicen en su fabricación para obtener mejores propiedades de los mismos. 6.49. ¿Qué significa el término ³dureza de un material´?
Es la medida cualitativa de la resistencia (de oposición) de un material a ser rayado o penetrado por otro. 6.50. ¿Por qué los datos de dureza son difíciles de correlacionar con las propiedades mecánicas de los materiales en una forma cuantitativa?
Debido a que, aunque existen diversas escalas, siempre se tiende a expresar la dureza como una relación comparativa entre el material y unos parámetros de referencia.
6.51. ¿Cuál es el material más duro (natural o sintético)? ¿Es el diamante?
La sustancia más dura conocida es el diamante, y es natual. 6.52. Explique los términos ³macrodureza´, ³microdureza´y ³nanodureza´. Macrodureza es una medición de dureza en la que se aplica una carga de aproximadamente 2 N. Microdureza es una medición de dureza en la que se aplica una carga menor de 2 N. Nanodureza es una medición de la dureza a nano escala. 6.55. ¿Cómo se mide la nanodureza de los materiales? Se mide a partir de la aplicación de cargas de 100 µN, lo que implica una indentación a nano escala sobre el material que se ensaya.
6.59. Con frecuencia se recomiendan metales FCC para usarlos a bajas temperaturas, en especial cuando se espera alguna carga repentina sobre la parte. Explique por qué. Debido a que la mayoría de los metales FCC no poseen una temperatura de transición.
6.60. ¿Qué significa el término sensibilidad a muesca?
Es una medición del efecto de una muesca, ralladura u otra imperfección sobre las propiedades del material, como tenacidad o vida de fatiga. 6.62. ¿Cuál es la diferencia entre un ensayo de tensión y un ensayo de impacto? A partir de esta explicación, describa por qué los valores de tenacidad obtenidos en ensayos de impacto no pueden correlacionarse con las tenacidades a la tensión, obtenidas en ensayos de tensión.
En el ensayo de tensión se busca medir la respuesta de un material a una fuerza uniaxial aplicada lentamente. S e obtienen la resistencia de cedencia, resistencia a la tensión, módulo de elasticidad y ductilidad. Un ensayo de impacto es el que mide la capacidad de un material para absorber, sin romperse, la aplicación repentina de carga. Los valores de tenacidad que se obtienen en cada uno de los ensayos son distintos, primero, por las diferentes formas en que se obtienen los datos, y segundo, porque la manera en que se aplican los esfuerzos varía notablemente. 6.64. ¿Qué es la temperatura de transición de dúctil a frágil?
Es la temperatura debajo de la cual un material se comporta de forma frágil en un ensayo de impacto. El cambio de dúctil a frágil también depende de la velocidad de deformación. 6.66. ¿Qué causó el accidente del Challenger en 1986?
La menor temperatura de transición en los polímeros que se usaron en los sellos ³O´ del cohete de impulsión.
6.67. ¿Cómo se define la tenacidad a la tensión en relación con el diagrama esfuerzo real ± deformación real? ¿Cómo se relaciona la tenacidad a la tensión con la tenacidad al impacto?
La tenacidad a la tensión es el área bajo la curva de ensayo esfuerzo real ± deformación unitaria real; es una medida de la energía necesaria para causar la fractura bajo las condiciones del ensayo de tensión. La tenacidad al impacto es la energía absorbida por un material, por lo general con una muesca, durante la fractura y bajo las condiciones del ensayo de impacto. 6.74. Explique los términos fracturas intergranulares e intragranulares. Con un esquema indique los granos, los límites de grano y la trayectoria de las grietas, característicos de la fractura intergranular e intragranular en los materiales.
Una fractura es intergranular cuando posee una trayectoria a lo largo de los límites de grano; la fractura toma esta trayectoria en especial cuando la segregación (separación preferencial de distintos elementos) o inclusiones debilitan los límites de grano. Este tipo de fractura es típica en los materiales frágiles. Si se da el caso de que la fractura se intragranular o transgranular , se nos quiere decir que sucede a través de los granos. Es común en los materiales dúctiles, como los metales.
6.75. ¿Cuáles son las propiedades microestructurales características que se asocian con una fractura dúctil?
En un ensayo de tensión simple, la fractura dúctil comienza con la nucleación, el crecimiento y la coalescencia de microhuecos en el centro de la barra de ensayo. Si se obseva la pieza en un microscopio de alta definición, se observa una superficie con hoyuelos, que son huellas de los microhuecos producidos durante la fractura. Los hoyuelos tienden a ser alargados, y no equiaxiales. 6.76. ¿Cuáles son las propiedades microestructurales características que se asocian con una fractura frágil en un material metálico? Se observan generalmente cuando el impacto (y no la carga) quien causa la fractura. De entrada, si hablamos de una fractura en un metal, nos referimos a un metal cristalino. Generalmente, queda una superficie lisa, que presenta un patrón de marcas o lomos superficiales que irradian alejándose de la grieta, lo que se llama patrón de Chevrón.
6.77. ¿Qué materiales muestran en forma normal una fractura concoidal?
Los vidrios. La superficie concoidal contiene una zona especular muy lida cerca del origen de la fractura, y hay líneas de rasgado en el resto de la superficie. 6.78. Describa en forma breve cómo pueden fallar los materiales compuestos reforzados con fibras.
La manera más común de que sucedan este tipo de fallos es si la adhesión netre las fibras y la matriz es mala. En ese caso, se pueden formar huecos entre la fibra y la matriz, causando disgregación. Además, pueden fallar si las capas individuales de la matriz están mal pegadas, la matriz de puede deslaminar, formando huecos, 6.79. Se sabe que algunos componentes de aviación fabricados con materiales compuestos reforzados con fibra de carbono fallan en forma repentina por delaminación. Es difícil ver el daño en esas clases de materiales, porque está en su interior. Describa la fractura en esos materiales.
La delaminación indica que comienzan a separarse las capas de los distintos materiales. Por lo general, las fibras de estos materiales se rompen en forma frágil, hasta que hay muy pocas de ellas que soportan la carga final y se produce la fractura mostrando ³capas´. 6.80. El concreto tiene una resistencia excepcional a la compresión, pero falla con bastante facilidad a la tensión. Explique por qué.
Por las propiedades intrínsecas que poseen los cerámicos, de las cuales se habló en preguntas anteriores. 6.81. ¿Qué controla la resistencia de los vidrios? ¿Qué se puede hacer para aumentar la resistencia de los vidrios de silicato?
La resistencia de los vidrios es controlada por las propiedades microestructurales de los silicatos que generalmente los conforman. Para aumentar la resistencia de los mismos es posible utilizar técnicas de dopado, tales como la creación de vitrocerámicas, para que los vidrios sean más resistentes. Además, el templado y laminado son posibles opciones. Les recomiendo la lectura de la sección 6.14 para responder las preguntas 6.82-6.86, porque esas son vainas como de probabilidad y estadísticas de fallas «
6.100. Defina el término ³termofluencia´ y describa la diferencia entre termofluencia y relajación de esfuerzo. Termofluencia es la deformación dependiente del tiempo y permanente, a alta temperatura, que se presenta con carga constante o con esfuerzo constante. Relajación de esfuerzo es la disminución de esfuerzo en un material mantenido bajo deformación unitaria constante, en función del tiempo; se observa en materiales viscoelásticos. La relajación de esfuerzo es distinta de la recuperación (o desaparición) de la deformación en función del tiempo. 6.101. ¿Qué significan los términos ³esfuerzo de ruptura´ y ³corrosión bajo esfuerzos´? Esfuerzo de ruptura es el esfuerzo en que el material primero fluye y después se rompe. Corrosión bajo esfuerzos (o tensocorrosión) es un fenómeno en el cual los materiales reaccionan con sustancias corrosivas del ambiente, lo que conduce a la formación de grietas y a la disminución de la resistencia. 6.102. ¿Cuál es la diferencia entre la falla de un material por termofluencia y por esfuerzo de ruptura? Termofluencia es la deformación dependiente del tiempo y permanente, a alta temperatura, que se presenta con carga constante o con esfuerzo constante. Si se produce una falla por esfuerzo de ruptura, lo que se nos quiere decir es que simplemente se sobrepasó la capacidad que resistía el material, sin considerar otros factores; el material fluye y luego se rompe.
Capítulo 7
Preguntas Relación entre el trabajo en frío y la curva esfuerzo deformación unitaria 7.1 Con un diagrama esfuerzo-deformación unitaria explique que significa el término endurecimiento por deformación
Endurecimiento de un material mediante el aumento de la cantidad de dislocaciones por deformación, 7.2 ¿Qué significa restitución? ¿Cuál es la importancia de este término desde el punto de vista de manufactura? Deformación elástica que desaparece después de deformar plásticamente un material. Este tiene importancia en el moldeo de las carrocerías de automóviles a partir de aceros laminados.
7.3 ¿Qué significa efecto Bauschinger?
Efecto en el cual un material que se somete a tensión, muestra una reducción de resistencia a la compresión. Y viceversa. 7.4 ¿Cuáles técnicas de manufactura usan el trabajo en frío?
Trefilado, laminado, forjado, estampado 7.6 Defina los siguientes términos: exponente de endurecimiento por deformación(n), sensibilidad a la velocidad por deformación (m) y relación de deformación plástica (r) use las ecuaciones correspondiente.
Exponente de endurecimiento por deformación(n): pendiente de la porción plástica de la curva esfurzo deformación unitaria real. u
Sensibilidad a la velocidad por deformación (m): rapidez con
función de la velocidad de deformación unitaria. Relación de deformación plástica (r):
que el esfuerzo produce cambios en
7.8 ¿Qué significa el término formabilidad de una material?
Capacidad de un material para estirarse y doblarse sin romperse.
Mecanismo de endurecimiento por deformación 7.11 Explique por qué muchos materiales metálicos muestran endurecimiento por deformación
Porque se introducen dislocaciones adicionales en la estructura 7.12 ¿El mecanismo de endurecimiento por deformación depende del tamaño de grano? ¿Depende de la densidad de las dislocaciones? Depende de la densidad de las dislocaciones, antes del endurecimiento la densidad es de 10 aumentar hasta 10 12
6
y puede
7.13 Compare y describa las diferencias entre endurecimiento por deformación y fortalecimiento por tamaño de grano. ¿Qué causa la resistencia al movimiento de las dislocaciones en cada uno de estos mecanismos?
EL endurecimiento por deformación se debe al aumento en el número de dislocaciones y el otro por aumento por tamaño de grano
7.15 Normalmente, el endurecimiento por deformación no se considera en los materiales cerámicos. Explique porque.
Por que las dislocaciones no son muy móviles y además es un material frágil y no es posible que tenga un endurecimiento por deformación 7.16 Los polímeros termoplásticos, como el polietileno, muestra un aumento de la resistencia cuando se somete a un esfuerzo. Explique como se produce este endurecimiento.
Este endurecimiento no es por deformación sino porque se enderezan y se alinean las cadenas. 7.17 Las botellas para bebidas carbonatadas se fabrican con plástico PET. Explique como las cristalización inducida por esfuerzo aumenta la resistencia de las botellas de PET fabricadas con el proceso de soplado y estirado
La resistencia de los polímeros aumenta en la dirección del esfuerzo aplicado debido al alineamiento de las cadenas y esta se fortalecen como resultado de las alineaciones locales. 7.18 Escriba la ecuación que define al porcentaje de trabajo en frío. Explique el significado de cada término.
í , A
0
es el área de sección transversal original y A f después de la
deformación
Microestructura, endurecimiento por textura y esfuerzos residuales 7.30 ¿La resistencia de cedencia de los materiales metálicos dependen de la textura cristalográfica que desarrollan los materiales durante el trabajo en frío? Explique porque
7.31 ¿El módulo de Young de una material depende de las direcciones cristalográficas de un material cristalino? Explique porque
Porque las propiedades no son iguales en todas las dirección, por el comportamiento anisotrópico 7.32 ¿Qué significa los términos textura de fibra y textura laminar?
Textura de fibra: orientación preferente de granos que se obtiene durante el proceso de estirado de alambres. Algunas direcciones cristalográficas en cada grano alargado se alinean con la dirección de estirado y causan el comportamiento anisotrópico.
Textura laminar: orientación preferida de granos que se obtiene durante el proceso de laminado. Ciertas direcciones cristalográficas se alinean con la dirección del laminado, y 7.33 Una de las ventajas del proceso de laminación en frío es la generación de esfuerzos residuales. Explique cómo se pueden eliminarlos esfuerzos residuales en los materiales metálicos trabajados en frío Se pueden eliminar por un tratamiento térmico llamado recocido de relevo de esfuerzos
7.34 ¿Qué es el granallado?
Introducción de esfuerzos residuales de compresión en la superficie de una parte, mediante un bombardeo con granalla de acero. 7.35 ¿Cuál es la diferencia entre templar y recocer vidrios?
El templado es para causar esfuerzos de compresión en la superficie del vidrio a temperatura justo abajo del punto de recocido, y el recocido es para eliminar o disminuir en los esfuerzos residuales 7.36 ¿En qué difiere el vidrio de seguridad laminado del vidrio templado? ¿Dónde se usa el vidrio laminado?
El vidrio laminado tiene dos piezas de vidrios recocido laminadas en su interior con (PVB), mientras que el templado no tiene ningún plástico . el vidrio laminado se usa en el vidrio delantero de los automóviles 7.37 ¿Qué es templado térmico? ¿En qué difiere el templado químico? Describa aplicaciones de los vidrios templados
El templado térmico se hace calentando el vidrio mientras el químicos es mediante el intercambio de iones en la estructura vítrea. Los vidrios templados se usan en los vidrios laterales y traseros, en pantallas de chimeneas, hornos, anaqueles, muebles, etc. 7.38 Explique los factores que afectan más la resistencia del vidrio. Explique cómo el templado térmico contribuye a aumentar la resistencia del vidrio.
Los efectos residuales afectan la resistencia del vidrio, el templado elimina o disminuye los esfuerzos residuales 7.39 Los esfuerzos residuales no siempre son indeseable. ¿Esto es cierto o falso? Porque
A veces se introducen con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas en los materiales metálicos
Características del trabajo en frío
7.40 El trabajo en frío no se puede usar como mecanismo para fortalecer materiales que se van a someter a latas temperaturas durante su uso. Explique porque.
Porque el trabajo en frío disminuye o se elimina a temperaturas mayores.
7.41 Las latas de aluminio fabricadas por embutido profundo adquieren una gran resistencia durante su fabricación. Explique porque
7.42 Los metales como el magnesio no se pueden fortalecer bien con el trabajo en frío. Explique porque
Porque tiene una cantidad limitada de sistemas de deslizamiento y son bastante frágiles
Las tres etapas del recocido 7.45 Explique las etapas del recocido de los materiales metálicos
Recuperación, recristalización y crecimiento de grano 7.46 ¿Cuál es la fuerza motriz para la recristalización?
La diferencia entre la energía interna de un material en frío y la de un material recristalizado 7.47 En la etapa de recuperación, los esfuerzos residuales se reducen; sin embargo, la resistencia del material permanece igual. Explique porque
Porque la cantidad de dislocaciones no se reduce durante la recuperación 7.48 ¿Cuál es la fuerza motriz para el crecimiento de grano?
La reducción del área de los límites de grano 7.49 El tratamiento de crecimiento de grano es la tercera etapa del recocido; explique su efecto sobre la resistencia de los materiales metálicos
Mientras mayor sean los granos, menor será la resistencia del material 7. 50 ¿Por qué el crecimiento del grano suele ser perjudicial? Describa un ejemplo en el que en realidad sea bueno
Porque reduce la resistencia, un ejemplo benéfico es el caso de la aplicación de la cerámica de alúmina para fabricar los materiales ópticos que se usan en el alumbrado, en esta aplicación se desea tener granos muy grandes 7.51 ¿Cuáles son las diversas formas en que puede haber crecimiento de grano en los materiales cerámicos?
Crecimiento de grano extenso y crecimiento de grano anormal. 7.52 ¿El recocido y la recuperación son siempre necesarios para el crecimiento del grano? Explique porque
No, porque para eso requiere alta temperatura y en ese caso no se relaciona con el trabajo en frío 7.54 Explique por qué termina por fallar el filamento de tungsteno de los bulbos incandescentes
La alta temperatura que causa el crecimiento de grano
7.57 ¿Qué significa el término recristalización? explique por que la resistencia de cedencia de un material metálico baja durante esta etapa del recocido.
Tratamiento térmico de recocido a temperatura intermedia diseñado para eliminar los efectos del endurecimiento por deformación. Este tiene baja resistencia por que se reduce mucho la cantidad de dislocaciones Tratamiento Control del recocido 7.59 ¿Cuál es la diferencia entre el trabajo en caliente y el trabajo en frío para los materiales metálicos? Si se hace una deformación de un material arriba de la temperatura de recristalizarían el trabajo es en caliente, si es por debajo trabajo en frío.
7.60 ¿Por qué la temperatura de recristalización no es fija para un material determinado?
Por varios factores como: la temperatura de recristalizarían disminuye cuando aumenta la cantidad de trabajo en frío, un menor tamaño de grano trabajado en frío disminuye la temperatura, los metales puros necesitan menor temp. Al aumentar el tiempo de recocido disminuye y una mayor temp. De fusión permite alcanzar una mayor temp. De recristalización 7.61 ¿Por qué al aumentar el tiempo de un tratamiento térmico la recristalización se presenta a menor temperatura?
Las mayores cantidades de trabajo en frío hacen que el metal sea menos estable y promueva la nucleación de granos recristalizados 7.62 Dos láminas de acero tienen trabajos en frío de temperatura de recristalización? ¿Por qué?
20%
y 80%, ¿Cuál de ellas tendrá menor
La de 80%, porque la temp. De recristalización disminuye cuando aumenta la cantidad de trabajo en frío 7.63 ¿Qué significa trabajo en tibio?
Aquellos efectuados entre 0.3 y 0.6 veces las temperatura de fusión 7.64 De ejemplos de dos materiales metálicos cuya deformación a temperatura ambiente sea trabajo en caliente
El plomo o el estaño (25 oC) 7.65 de ejemplos de dos materiales metálicos cuya deformación mecánica a 900 C sea trabajo en frío
El molibdeno Recocido y procesamiento de materiales 7.69 ¿Qué es una zona afectada por el calor? ¿Por qué algunos procesos de soldadura causan una unión en la que el material de la zona afectada por el calor es más débil que el metal base?
El volumen del material adyacente a una soldadura que se calentó durante el proceso de soldadura a una temperatura critica en la cual se presenta un cambio en la estructura, como crecimiento de grano o recristalización, las propiedades se reducen de manera catastrófica por el calor del proceso de soldadura 7.70 ¿Qué técnicas de soldadura se pueden usar para evitar pérdida de resistencia en el material de la zona afectada por el calor? Explique por que estas técnicas son eficaces
El haz de electrones y de láser que generan altos niveles de calor por muy breves períodos y enfriamientos rápidos, soldadura de agitación por fricción.
Trabajo en caliente 7.71 La cantidad de deformación plástica que puede hacerse durante el tratamiento en caliente es casi ilimitada. Explique
Porque no hay endurecimiento por deformación 7.72 Compare y describe las diferencias entre trabajo en caliente y trabajo en frío
La temperatura en el trabajo en caliente esta por arriba de la temperatura de recristalización y en frío por debajo, la deformación en caliente es ilimitada y en frío no, por el endurecimiento por deformación, el acabado superficial es mejor en frío.
Formado superplástico 7.73 ¿Qué significa el término superplasticidad?
Capacidad de un material metálico o cerámico para deformarse uniformemente una cantidad excepcionalmente grande. Se requiere un control cuidadoso de la temperatura, tamaño ultrafino del grano y una determinada velocidad de deformación 7.74 ¿Por qué mucha gente considera que los cerámicos son frágiles, no obstante que muchos de ellos presentan superplasticidad?
Cuando reciben un tratamiento especial en caliente 7.75 ¿Cuáles son los requisitos microsestructurales para los materiales metálicos ó cerámicos muestren superplasticidad?
Control de la temperatura, una medida ultrafina de grano y una determinada velocidad de
Capitulo 8 Sección 8.2 8.4 Defina los siguientes términos: a) nucleación:
Proceso físico por el cual se produce una fase nueva en un material. b) Embrión:
c) Nucleación heterogenia:
Formación de un sólido de tamaño critico a partir de un líquido sobre la superficie de una impureza. d) Nucleación Homogénea:
Formación de un sólido de tamaño critico a partir de un líquido, por la agrupación de una gran cantidad de atomos bajos un gran subenfriamiento. (sin interfaz externa) 8.5 El agua ¿ se congela a 0 C y hierve a 100 C? explique su respuesta.
No, debido a que es necesario sobrecalentarlo para que hierva y subenfirarlo para que se solidifique. Esto se debe a que se requiere un cambio de temperatura. 8.6 Se funde el hielo a 0C? explique. 8.7 ¿Por qué los núcleos que se ven en forma experimental son frecuentemente esferoidales pero con facetas? ¿Por qué son esferoidales y no cúbicos u otras formas?
Sección 8.4 8.24 ¿Cuáles son los dos pasos que se encuentran en la solidificación de los metales fundidos? ¿En función del tiempo ¿se pueden traspalar entre si? CAPITULO 9. SOLCUIONES SOLIDAS Y EQUILIBRIO DE FASES 9.1 Explique el principio de endurecimiento por refinamiento del tamaño de grano. Funciona a altas temperaturas?. Explique. Se obtiene produciendo tamaños pequeños de granos.
Temper
atura
9.2 Explique el principio de endurecimiento por deformación. Funciona a altas temperaturas?. Explique. Se obtiene al aumentar la cantidad de dislocaciones y por lo tanto aumenta la resistencia del material.
OJO no
9.3 Explique el principio de endurecimiento por solución sólida. Funciona a altas temperaturas?. Explique. Se obtiene en los materiales metálicos al formar soluciones solidas, se introducen defectos puntuales. Los defectos puntuales que crean resisten el movimiento de las dislocaciones y créanle endurecimiento o reforzamiento.
9.4 Explique el principio de endurecimiento por dispersión de fases.
Se hace en materiales metálicos por la formación de dispersiones ultra finas de una segunda fase. La interfaz entre la fase recien fromada y la matriz proporciona una resistencia adicional al movimiento de las dislocaciones, causando asi el reforzamiento de los materiales metalicos.
9.5 Que significa el termino fase?
Es cualquier porcion, que incluye la totalidad de un sistema fisicamente homogeneo en su interior y limitada por una superficie, de tal modo que es mecánicamente separable de todas las demas porciones. 9.6 Cuales son las distintas fases del agua?
agua liquida, hielo y vapor de agua. 9.7 Se sabe que el hielo existe como diversos polimorfos. Son ellos distintas fases del agua? Si, pues puede contener una de las fases existente. (OJO).
9.8 Escriba la regla de fases de Gibbs, suponiendo que se permite variar la presion y la tempetura. Explique con claridad el significado de cada termino.
2 + C = F + P. Describe la relacion entre la cantidad de componentes y la cantidad de fases para determinado sistema y las condiciones que pueden cambiarse (temperatura, presion, «). Donde ³C´ es la cantidad de componentes quimicamente independientes, ³F´ es la cantidad de grados de libertad o cantidad variables que puede cambiar independientemente sin cambiar la cantidad de fases en equilibrio, ³P´ es la cantidad presente de fases.
9.9 Que es un diagrama de fases?
Muestra las fases que se espera esten presentes en un sistema bajo condiciones de equilibrio termodinamico. 9.10 Explique por que el diagrama P-T del H 2O se considera diagrama de fases unario.
El diagrama P-T del H20 se considera diagrama de fases por que presenta la relacion de las fases liquidas, solidas y gaseosas. (OJO) 9.12 Que es un punto triple?
Es el punto del diagrama de fases en donde coexisten las fases solidas, liquida y gaseosa en condiciones de equilibrio. 9.13 Cuales son las presiones y temperaturas de los puntos triples del agua y del CO 2?
El punto triple del agua esta a 273,16 K (0,01 C), y a una presion de 611.73 Pa. El punto triple del dioxido de carbono esta a 216.55 K, y a una presion de 517 Pa. 9.16 Que es una fase metaestable?
Es una fase de un sistema con varios estados de equilibrio que tiene que exhibir durante un espacio determinado de tiempo un estado de equilibrio débilmente estable. 9.18 Por que tiene importancia el CO2 supercrítico en aplicaciones de procesamiento de materiales y medicinas?
Un fluido supercrítico es una sustancia que se encuentra en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico. El punto crítico representa la temperatura y la presión más elevadas a las que una sustancia puede existir como gas y como líquido en equilibrio. Un fluido supercrítico tiene la habilidad única de actuar como un gas (difundiéndose a través de sólidos) y como un líquido (disolviendo materiales). Además, puede fácilmente variar de densidad debido a cambios menores en la temperatura o presión. Estas propiedades lo sitúan como un sustituto idóneo para los solventes orgánicos. Generalmente el dióxido de carbono se comporta como un gas en el aire, o como un sólido, llamado hielo seco, cuando se congela. Por encima de su temperatura y presión crítica se comporta como un fluido supercrítico, y puede adoptar propiedades a medio camino entre un gas y un líquido. El dióxido de carbono supercrítico es utilizado, por ejemplo, por los productores de café como un solvente para la descafeinización, por su baja toxicidad y su bajo impacto medioambiental. 9.19 Que es una solucion solida?
Una solucion solida es la obtención de una estructura cristalina similar formando una fase que es quimicamente homogenea en materiales metalicos o ceramicos. 9.20 Como pueden los sistemas ceramicos formar soluciones solidas?
Haciendo uso de dos o mas compuestos o elementos.(OJO) 9.22 Como se pueden controlar las propiedades dielectricas y magneticas de materiales como BaTiO3 y las ferritas, mediante la formación de soluciones solidas? Si los procesos se manejan de forma correcta y homogenea, las particulas del titanio de Bario tendra una concentración uniforme de esos iones y formando soluciones solidas se pueden sintonizar las propiedades electricas de esos materiales al igual que la estabilidad termica de los componentes obtenidos, por igual tambien se pueden sintonizar, es decir, controlar las propiedades magneticas de las ferritas usando estos metodos de soluciones solidas.
9.23 Por que las formación de soluciones solidas de distintas composiciones de GaAs-AlAs produce LED de diversos colores?
La formación de soluciones solidas en semiconductores de arseniuro de galio y arseniuro de aluminio, nos permite sintonizar el ancho de la banda, es decir cambian las propiedades electricas de los semiconductores, en este caso el ancho de las bandas que se relaciona con el color de luz emitida por un diodo fabricado con un semiconductor de ancho de banda directo. Entonces estos diodos emisores de luz o LED de distintos colores se usan en sistemas de comunicaciones de fibra optica. 9.24 Se necesita tener 100% de solubilidad solida para formar una solucion solida de un material en otro? Dependiendo del porcentaje de solucion solida del material anfitrion.
(OJO). 9.26 Las soluciones solidas se pueden formar con tres elementos o con tres compuestos?
Las soluciones solidas se pueden formar haciendo uso de dos o mas compuestos o elementos. 9.27 Que es un copolimero? Que ventajas tiene preparar un copolimero?
Es un polimero que se forma combinando dos o mas Monoceros distintos, en general con la idea de mezclar las propiedades de los polimeros individuales. Un monomero es una molecula que unida a otra moleculas del mismo tipo forman plimeros. 9.28 Que es un copolimero ABS? Describa algunas de las aplicaciones de este material.
Es un copolimero resultante de la los Monoceros de acrilonitrilo (A), butadieno (B) y estireno ( S). Es parecido a una solucion solida porque tiene las funcionalidades de estos tre Monoceros y sus propiedades se mezclan. Algunas aplicaciones: -Contenedores pequeños -Dispositivos eléctricos y electrónicos -Interiores de aviones -Paneles de instrumentos -Prototipos -En la industria farmaceutica para revestimiento de áreas estériles 9.29 Que es el Dylark? Cuales son algunas de sus aplicaciones?
Es un copolímero de anhidrido, estireno y maleico. Se utiliza para los tableros delanteros de los automóviles.
9.30 Que otras sustancias se agragan al Dylark? Por que? Forman una solucion solida o una mezcla estos compuestos?
A este polimero se le agrega negro de carbono para protegerlo de los rayos ultravioletas y mejorar rigidez junto a las fibras de vidrio y hule para tener tenacidad. Se recubre con vinilo para darle un terminado liso y agradable. 9.31 Enuncie las reglas de Hume-Rothery. Explique. Factor tamano: los atomos o iones deben tener tamano semejante, con una diferencia de radio atomico no mayor de 15% para minimizar la deformación de la red. Estructura cristalina: deben tener misma estructura cristalina o sino se llegara a un punto en el que se presente una transicion de una fase a otra con una estructura distinta. Valencia: misma valencia, sino la diferencia de valencia impulsa la creacion de compuestos no de soluciones. Electronegatividad: misma electronegatividad, sino se crean compuestos no de soluciones. 9.32 Estas reglas se pueden aplicar a sistemas ceramicos?
No se pueden aplicar a sistemas ceramicos, pues deben ser con estructuras cristalinas, es decir, las reglas de Hume-Rothery representan un conjunto de condiciones que deben cumplir las soluciones sólidas metálicas, para que tenga lugar la miscibilidad total entre las distintos componentes. 9.38 Cual es la funcion de pequenas concentraciones de Mg en las aleaciones de aluminio con que se fabrican las latas para bebidas?
Al ser um metal ligero, combinado con aleaciones de aluminio ayuda a la conservacion de los alimentos y bebidas. Funciona como material refractario de oxido, muy util en envases de bebidas. 9.39 Por que los joyeros agregan pequenas cantidades de cobre al oro y a la plata?
Para endurecer el material y conservar su forma ya que el oro y la plata son metales blandos, y dar distintos tonos de colores y matices. 9.40 Por que no se aconseja usar el endurecimiento por solucion solida como mecanismo para aumentar la resistencia del cobre que se usa en aplicaciones electricas?
Por la cantidad de atomos, grandes o pequenos se rebasara el limite de solubilidad y producira un mecanismo distinto de reforzamiento mejor conocido como endurecimiento por dispersión de segundas fases. 9.70 Cuales son las causas de la segregación quimica en los productos fundidos?
La porosidad, la velocidad de enfriamiento. 9.73 Que es la microsegregación? Como se puede eliminar la microsegregación? Segragacion quimica en los productos colados, donde los centros de las denteritas son ricos en el elemento con mayor punto de fusion mientras que las soluciones que se solidifican al final son ricas en el elemento de menor punto de fusion.
La micro segregación se puede reducir por medio de la homogeneizacion y por atomización por rociado. 9.75 Que es el recocido de homogeneizacion? Que clase de segregación puede eliminar?
Este tiene por objeto destruir la heterogeneidad química de la masa de un metal o aleación producida por una solidificación defectuosa para hacer una sola estructura este se realiza a temperaturas elevadas cercanas a la de fusión y se aplica principalmente a metales férreos o propensos a segregaciones. A lo que se refiere este tipo de tratamiento térmico es a que cuando se dice que se homogeneizan es a que hacen una sola se ³funden´ por ejemplo el fierro-zinc se mezclan tan bien que ya no se distinguen cada uno. Puede eliminar la segregación interdendritica. 9.76 Que es la atomización por rociado? Se puede usar para preparar polvos de ceramica?
La atomización por rociado es una aplicación donde se preparan fundidos homogeneos de composiciones complejas y se rocian a traves de una boquilla de ceramica. No. 9.78 Que es prensado en caliente? En que difiere del prensado isostático en caliente?
El prensado isostático se hace una sinterización bajo una presion isostatica es decir igual en todas las direcciones, donde se pueden procesar partes muy grandes o peuqenas. El presnsado en caliente es sinterizado bajo una presion uniaxial y se utiliza en la fabricación de componentes pequenos de materiales de otra forma seria difícil de sintetizar.
